توضیحات

بررسی و تجزیه و تحلیل امواج الکترومغناطیسی همواره بخش جدایی‌ناپذیر دانش مهندسی برق بوده است. امواج الکترومغناطیسی نه تنها در کاربردهای انتشار امواج، رادار و آنتن مهم بوده، بلکه به منظور طراحی سیستم در فرکانس‌های پایین و بالا نیز باید مورد توجه و بررسی قرار گیرند و در صورتی که به خوبی آنالیز نشوند، کارایی سیستم را محدود و یا به طور کلی سیستم را ناکارآمد می‌کنند. علاوه بر این، به منظور طراحی و ساخت ادوات مختلف مانند: ادوات مایکروویو (Microwave)، رادار، آنتن و… باید بتوان موج الکترومغناطیسی را در موارد گوناگون بررسی کرد و از آنجا که بررسی امواج الکترومغناطیسی بدون رایانه و نرم‌افزار امکان‌پذیر نیست، نرم‌افزارهای شبیه‌سازی مختلفی ارائه شده است. به طور خلاصه در این سمینار به روش‌های سنتز و طراحی فراسطح در دو سطح مایکروسکوپیک و میکروسکوپیک جهت دستیابی و توسعه کاربردهای مختلف پرداخته شده است. در روش‌های سنتز و تحلیل مایکروسکوپیک به دو روش ضرایب انعکاس/انتقال محلی و تانسورهای سوسبتیبیلیتی جهت کاربردهای مختلف پرداخته شده است. در واقع وابسته به نوع کاربرد، روش سنتز فراسطح انتخاب می‌گردد. برای کاربردهای نظیر پردازش سیگنال و انجام محاسبات ریاضی از روش سنتز تانسورهای سوسبتیبیلیتی و شرط مرزی GSTCs و برای کاربردهایی نظیر کنترل توان بیم‌های مختلف و پخش موج از روش ضرایب انعکاس/انتقال محلی استفاده شده است. در فصل سنتز فراسطح به کمک روش ضرایب انعکاس/انتقال محلی، روش تحلیلی برای سنتز فراسطحی که توانایی کنترل نسبت توان‌ها در بیم‌ها در زوایای مختلف را دارد (asymmetric special power divider) ارائه شده است. همچنین روش سنتز سریع جهت پخش موج (diffusion) بر اساس کدینگ کانال و مفهوم آنتروپی ارائه شده است. در فصل سنتز فراسطح به کمک روش تانسورهای سوسبتیبیلیتی، به کاربرد جذاب پردازش سیگنال و انجام محاسبات ریاضی در حوزه‌ی مکان پرداخته می‌شود، که محدودیت‌های جدی این کاربرد برطرف شده است. از جمله این محدودیت‌ها بررسی شرایط لازم و کافی برای انجام محاسبات ریاضی با تابع تبدیل فرد (در حالت کلی غیر زوج) در زاویه‌ی نرمال است، که به کمک این روش سنتز مورد بررسی و تحلیل و شبیه‌سازی در هر دو مد بازگشتی و عبوری قرار گرفته است. در فصل انتهایی به کمک دنبال تحلیل میکروسکوپیک فراسطح‌ها و ارائه‌ی یک فرااتم جدید که علاوه بر داشتن روابط مدل شده‌ی تحلیلی دارای درجه‌ی آزادی هندسی بالایی برای کنترل پترن ناشی از تک فرا اتم باشد. استوانه‌ی دی‌الکتریک-متال نامتقارن معرفی و مورد تحلیل قرار گرفت و سپس به کمک آن در کاربردهایی نظیر پردازش سیگنال و انجام عملیات ریاضی مورد استفاده قرار گرفت.

سرفصل‌ها

• فصل اول: مقدمه
  • مقدمه: تعاریف تحلیل و سنتز مایکروسکوپیک و میکروسکوپیک فراسطوح
  • انواع روش‌های تحلیل مایکروسکوپیک
  • انواع روش‌های تحلیل میکروسکوپیک
  • کاربردها
• فصل دوم: تعاریف و کاربردها: مرور منابع
  • مقدمه: فرامواد و فراسطوح (تعاریف)
  • مرور روش‌های سنتز و تحلیل در سطح مایکروسکوپیک
  • تانسورهای قطبش‌پذیری موثر
  • تانسورهای امپدانس/ ادمیتانس سطحی
  • تانسور سوسبتیبیلیتی
  • ضریب انتقال/انعکاس محلی
  • مرور آنالیز و سنتز فرا اتم‌ها  در سطح میکروسکوپیک‌ها
  • کاربردها
  • کاربردهای متداول در فراسطوح
  • کاربردهای مورد بررسی در این سمینار
• فصل سوم: تحلیل و سنتز مایکروسکوپیک سطوح الکترومغناطیس پیشرفته به کمک ضرایب انتقال/ انعکاس محلی
  • ضرایب انتقال/ انعکاس محلی
  • کاربرد: انتقال اطلاعات به کمک شکل پترن و پخش موج
  • طراحی و سنتز
  • فراسطح رمزنگاری شده با کانولوشن
  • تحقق فرا اتم (سلول واحد) گرافنی
  • نتایج پخش موج
  • کاربرد: مقسم توان (کنترل توان بیم‌های مختلف)
  • سنتز و طراحی مایکروسکوپیک
  • شبیه‌سازی و تایید مفهوم
  • شبیه‌سازی عددی و گسسته سازی
  • انتخاب متا اتم و سلول واحد
  • شبیه‌سازی تمام موج
  • نتیجه‌گیری
  • ساخت و اندازه‌گیری
• فصل چهارم: مثال‌های مختلف تحلیل و سنتز مایکروسکوپیک سطوح الکترومغناطیس پیشرفته به کمک شرایط مرزی GSTSs جهت کاربرد پردازش سیگنال و تصویر
  • مقدمه
  • شرایط مرزی (Generalized Sheet Transmission Condition) GSTCs
  • فراسطح پردازشگر سیگنال
  • سنتز فراسطح پردازشگر سیگنال با تانسورهای سوسبتیبیلیتی قطری
  • سنتز فراسطح مشتق‌گیر
  • سنتز فراسطح انتگرال‌گیر
  • سنتز فراسطح مشتق‌گیر و انتگرال‌گیر به صورت همزمان
  • سنتز فراسطح مشتق‌گیر و انتگرال‌گیر در پلاریزاسیون‌های مختلف
  • سنتز فراسطح مشتق‌گیر و انتگرال‌گیر در زاویه‌های تابش مختلف (محاسبات موازی)
  • تشخیص لبه
  • انجام عملیات ریاضی در زاویه‌ی صفر (نرمال بر فراسطح)
  • انجام عملیات ریاضی در زاویه‌ی نرمال (مد انتقالی)
  • نگاه میکروسکوپیک در کنار نگاه مایکروسکوپیک سنتز فراسطح
  • طراحی فراسطح مشتق‌گیر در هر دو پلاریزاسیون در زاویه‌ی نرمال
  • انجام عملیات ریاضی در اویه‌ی نرمال (مد انعکاسی)
  • انجام معادلات دیفرانسیل و انتگرالی به کمک فراسطح
• فصل پنجم: تحلیل میکروسکوپیک سطوح الکترومغناطیس پیشرفته به کمک تانسورهای قطبش پذیری
  • مقدمه
  • متا اتم  معرفی شده ( استوانه‌ی دی‌الکتریک-مثال نامتقارن)
  • حل مساله پراکندگی امواج الکترومغناطیس از متا اتم  معرفی شده
  • استخراج تانسور قطبش‌پذیری متا اتم  معرفی شده
  • کاربردهای مستخرج شده از متا اتم  معرفی شده
  • متا اتم  معرفی شده جهت انجام عملیات ریاضی (مشتق مرتبه‌ی اول)
  • جمع‌بندی